Баланс енергії в насосах

Баланс потужності в насосі наочно можна представити у вигляді схеми, представленої на мал. 7.7.

Мал. 7.7. Баланс потужності насоса

Потужність, яка підводить до валу насоса називається підведеною. Вона дорівнює добутку кружляючого моменту на валу на його кутову швидкість

N_П = M_КР ω

Потужність, яку ми одержуємо від насоса у вигляді потоку рідини під тиском називається корисною потужністю насоса (надалі просто потужністю)

N_П = QHPH

Відношення потужності насоса до підведеної потужності називається загальним КПД насоса

а різниця N_П - NH = N_пот називається втратами потужності в насосі. Втрати потужності в насосі поділяються на об'ємні, механічні й гідравлічні.

Втрати потужності на внутрішні витоки й неповне заповнення камер насоса

N_об = (Q_ут + Q_неп)PH

Об'ємний КПД насоса визначиться зі співвідношення

Для сучасних насосів об'ємний КПД перебуває в межах 0,92…0,96. Значення КПД наведені в технічних характеристиках насосів.

Механічні КПД характеризують втрати на тертя в рухомих з'єднаннях між деталями насоса. При відносному переміщенні дотичних поверхонь у зоні їх контакту завжди виникає сила тертя, яка спрямована убік, протилежний руху. Ця сила витрачається на деформацію поверхневого шару, пластичне відтискування й на подолання міжмолекулярних зв'язків дотичних поверхонь.

Потужність, витрачена на подолання сил тертя, визначається

N_тр = M_тр ω,

де М_тр - момент тертя в насосі; ω - кутова швидкість валу насоса.

Механічний КПД визначається зі співвідношення

Для сучасних насосів механічний КПД також перебуває в межах 0,92…0,96.

Гідравлічний КПД характеризують втрати на деформацію потоку робочої рідини в напірній камері й на тертя рідини по стінам сосуду. Ці втрати приблизно на порядок нижче механічних втрат на тертя й часто в інженерних розрахунках не враховуються або поєднуються з механічними втратами на тертя. У цьому випадку об'єднаний КПД називається гідромеханічним.

Потужність, витрачена на гідравлічні втрати, визначиться

N_г = QH (PK - PH),

де P_К - тиск у напірній камері насоса; P_Н - тиск у напірній гідролінії на виході з насоса.

Гідравлічний КПД визначається зі співвідношення

Загальний КПД насоса дорівнює добутку КПД об'ємного, гідравлічного й механічного

η = η _об + η _мех + η _г

Таким чином, баланс потужності насоса дає уявлення про втрати, що виникають у насосі, загальному КПД і всіх його складових.

Дата добавления: 2014-01-07